三维可视化技术在钻井仿真中的应用

利用OpenGL和3DS MAX相结合的方法,在C++Builder环境下实现了钻井过程三维场景的动态仿真。给出了C++Builder环境下OpenGL编程框架和步骤和3DS MAX环境下钻井设备模型的构建。详细介绍了如何将复杂模型的*.3ds格式转换成OpenGL代码的过程。该方法克服了3DS MAX编辑动画的不可交互性,简化了OpenGL中建模的复杂性。

基于虚拟现实技术的钻井仿真系统设计

针对基于三维动画和OpenGL技术的钻井仿真系统存在画面沉浸感不强、交互性差等不足,开发了基于虚拟现实技术钻井仿真系统。在对钻井过程进行数学建模的基础上,设计了模型计算软件,该软件逼真地再现了钻井现场参数的变化情况。利用3D MAX建模软件构建了复杂的钻井设备模型,并在Virtools平台下利用行为模块控制各模型独立的运动,实现了动态的钻井虚拟场景。该场景在硬件平台的配合下,能够逼真地再现钻进、起下钻、接单根、上扣、卸扣等几十种钻井工艺流程。该系统的实现为油田安全作业的培训提供了一条新的途径,具有一定推广价值。

OpenGL技术在钻井仿真中的应用

为能在脱离钻井现场的情况下向学员展示钻井操作的工艺流程,开发基于OpenGL的钻井三维场景显示系统.该系统利用3DSMAX建模软件构造复杂的钻井设备模型;在OpenGL平台下,以显示列表的形式调用模型,并利用双缓存技术控制各三维模型在场景中平滑的运动,实现井场三维场景的动态仿真。该系统可以逼真地再现正常钻进、起下钻、卸扣、上卡等多种钻井工艺流程。

基于MR的钻井仿真培训系统的设计与实现

由于传统的油气生产培训受工况的限制,使得培训效果有限,而混合现实技术(MR)具有强大的灵活性,不受时间、空间和现实的约束,借助相关设备可在真实世界中展现全面、逼真、可编辑的机械结构,突破了传统刻板的教学方式和信息传递的局限性。文章基于MR技术搭建钻井仿真培训系统,依托实体场景模块、图形场景模块和运行逻辑模块,还原真实现场工艺流程。该系统很好的解决了油气田现场工人的培训考核问题,保障了生产作业的安全顺利进行。

实验室钻井仿真平台钻柱振动测量仪设计

为了对钻柱的振动信息进行监测和分析,预防钻柱和钻头过早损坏,基于实验室钻井仿真平台设计出一款测量钻柱振动加速度的微型测量仪。设计的测量仪采用ST公司STM8L152处理器,获取MPU6050加速度传感器采集到的x、y、z三轴加速度信息,并写入TF卡中。通过上位机软件可读取三轴加速度数值,进行绘图以及数据分析。该微型测量仪安装在实验室井下钻井仿真平台钻头附近,反映钻具在井下的真实工作状态和受力状况,体积小、精度高,支持离线数据采集,续航时间长,便于安装。实验表明,测量仪能够以500 Hz速率准确测量钻柱三轴振动信息并存储,存储数据为16位精度。

基于Flash AS2.0编程技术的深水钻井仿真系统构建

近年来,中国海洋石油开发由浅水走向了深水,相关探勘开发技术也正在进行科技攻关。由于深水钻井现场试验费用昂贵,因此有必要开发深水钻井仿真系统及培训影像,展示课题攻关的关键技术、现场试验过程,用于技术仿真应用和人才培训。通过专业软件和技术制作出三维仿真动画,再基于Flash AS2.0编程技术的深水钻井仿真系统将三维仿真动画嵌入系统当中,便于系统化管理和使用。

钻井设备三维建模及其工作动态仿真研究

研究钻井设备系统的动态性能,运用3DMAX软件创建钻井设备三维模型库的方法技术,并提出采用相应的优化技巧来简化实体模型的结构,使模型美观逼真的同时减小了容量;运用Virtools软件中的相应BB模块创建动画程序,搭建钻井设备仿真系统,模拟出钻井设备的工作状态、设备内部拆分,为使用者提供了形象逼真、操作便利的学习环境,并能不受环境、时间和空间等因素的影响,实时展示,摆脱了传统设备培训的图谱平面化、简单化的不足。

钻井水力参数优化方法及应用现状

钻井水力参数优化设计对于提高钻井速度有着非常重要的意义。总结了目前在钻井优化软件中常用的3种水力参数优化设计原则及其在钻井工程中的应用方法,并介绍了这些优化方法的差异和发展趋势。针对国外主要钻头生产商提供的水力计算软件及部分钻井仿真软件中的水力学计算模块进行了对比分析,指出了发展具有自主知识产权的钻井水力优化设计软件需要注意的问题及解决方法,对于优化钻井设计具有指导意义。

GPU技术实现钻井模拟器中的电影级光照

介绍了硬件可编程技术在钻井模拟器视景仿真系统中的应用。钻井模拟器是一套虚拟培训设备,它结合了现代计算机控制,仿真,图形,网络技术,严格按照钻井工程的实际工艺,为用户提供了司钻、钻井技术人员的操作培训和井控培训等功能。在该视景仿真系统中,运用GPU编程技术,采用GLSL语言完成了多种光源类型的效果模拟,并用以实现电影级的光照效果。

虚拟现实技术对提高钻井作业安全性的应用研究

随着信息技术的不断发展,信息化与工业化融合,已经成为发展的必然趋势。工业控制信息系统广泛应用于能源、交通、工程、装备制造等各行业。在生产力逐渐提高的同时,工业安防技术也随着信息化技术的发展而革新。本文对石油钻井企业安全生产中应用信息化技术的背景及必要性进行简要分析,介绍以虚拟现实技术而开发的钻井仿真模拟系统的成果及功能,为钻井作业安全生产提供更加系统化的建议。

Virtools中插值算法的研究与应用

在虚拟现实系统开发中有很多对象是需要通过旋转的方法实现运动的。利用插值算法实现物体的旋转是很常用的方法．该文阐述了旋转算法和双线性插值算法的原理和实现方法。旋转算法是根据三维物体绕三个坐标轴旋转的角度及先后顺序．依据三个运算公式计算得到一个旋转轴和旋转角度，再根据该旋转轴和旋转角度对物体实施旋转。双线性插值算法其速度慢．但得到的图像纹理清晰，能满足大多数程序的要求。这两种方法可以处理不同的旋转物体。文中同时给出了使用Virtools图形开发引擎应用这两种算法来解决钻井模拟仿真系统中的物体旋转的方法。最后可以发现整个系统实现了预想的旋转效果，并且旋转精度也在可控制的范围内．满足了系统真实性的要求。